Содержание
- Материалы на органической основе
- Синтетические материалы
- Неорганические теплоизоляционные материалы
- Функции теплоизоляционного слоя, в наружных ограждающих конструкциях
Фасад (фр. faсade — передний) — наружная, лицевая сторона здания. Также фасадом называют чертеж ортогональной проекции здания на вертикальную плоскость. Формы, пропорции, внешний вид фасада определяются назначением (спецификой и типом) здания и/или сооружения, его конструктивными особенностями, стилистическим решением его архитектурного образа. Различают главный, боковой, задний фасады.
Ограждающие конструкции — строительные сооружения (стены, перекрытия, покрытия, крыши и т.д.), выполняющие функции ограждения и/или разделения объемов (помещений) здания. Предназначены для защиты помещений от внешних воздействий — холода, солнечной радиации, ветра, влаги, шума и т.д. Ограждающие конструкции могут быть несущими или самонесущими, наружными или внутренними. Фасад — не что иное, как внешний вид ограждающих конструкций.
При обустройстве наружных ограждающих конструкций важную роль играет утеплитель. Его задача — уменьшить тепловые потери жилых и промышленных зданий и сооружений. Утепляющий стройматериал отличается пористой структурой, малой плотностью (не более 600 кг/м3 ) и низкой теплопроводностью.
Использование теплоизоляционных материалов уменьшает толщину и массу стен и ограждающих конструкций, снижает расход основных конструктивных материалов, уменьшает транспортные расходы и снижает стоимость строительства. Кроме того, благодаря сокращению потерь тепла уменьшается расход топлива. Многие утеплители благодаря высокой пористости обладают способностью поглощать звуки, что делает их хорошими акустическими материалами для борьбы с шумом.
Теплоизоляционные материалы классифицируют по виду основного сырья, форме и внешнему виду, структуре, плотности, жесткости и теплопроводности.
По виду основного сырья
Теплоизоляционные материалы по виду основного сырья делят на:
- неорганические, производимые на основе различных видов минерального сырья — горных пород, шлаков, стекла, асбеста;
- органические, сырьем для них служат природные органические материалы — торфяные, древесноволокнистые плиты;
- синтетические материалы — пластические массы.
По форме и внешнему виду
По форме и внешнему виду различают следующие теплоизоляционные материалы:
- штучные и жесткие (плиты, скорлупы, сегменты, кирпичи, цилиндры) — для их крепления требуется фасадный дюбель;
- гибкие (маты, шнуры, жгуты);
- рыхлые и сыпучие (вата, перлитовый песок, вермикулит).
По структуре утеплителя
По структуре теплоизоляционные материалы обычно подразделяют на:
- волокнистые — каменное и стеклянное волокно, волокно растительного происхождения;
- зернистые — перлит, вермикулит;
- ячеистые — ячеистый бетон, пеностекло, вспененная пластмасса.
По назначению
По назначению выделяют материалы:
- теплоизоляционно-строительные — для утепления строительных конструкций;
- теплоизоляционно-монтажные — для тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов.
Утеплитель обязательно должен быть биостойким, то есть не подвергаться загниванию и порче насекомыми и грызунами; сухим, так как при увлажнении теплопроводность значительно повышается, химически стойким, обладать теплом и огнестойкостью. Чтобы покрыть фасадный утеплитель декоративным слоем и не портить внешний вид здания, используется фасадная стеклосетка.
Материалы на органической основе
Теплоизоляционные материалы из органического сырья бывают жесткими и гибкими. К жестким относятся древесностружечные, древесноволокнистые, фибролитовые, арболитовые, камышитовые и торфяные, к гибким — строительный войлок и гофрированный картон. Эти теплоизоляционные материалы отличаются низкой влаго- и биостойкостью.
Древесноволокнистые теплоизоляционные плиты получают из отходов древесины, а также из различных сельскохозяйственных отходов: соломы, камыша, костры, стеблей кукурузы и др. Процесс изготовления плит состоит из следующих операций: дробление и размол древесного сырья, пропитка волокнистой массы связующим, формование, сушка и обрезка плит.
Изоляционные и изоляционно-отделочные плиты применяют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и перекрытий зданий, акустической изоляции концертных залов и театров (подвесные потолки и облицовка стен). Если вы планируете нанести на плиту декоративный слой, потребуется фасадный клей.
В последние годы создана довольно большая группа новых теплоизоляционных материалов из пластмасс. Для их изготовления используют термопластичные (полистирольные, поливинилхлоридные, полиуретановые) и термореактивные (мочевиноформальдегидные) смолы, газообразующие и вспенивающие вещества, наполнители, пластификаторы, красители и др.
В строительстве в качестве тепло- и звукоизоляционных материалов чаще всего используют пластмассы пористо-ячеистой структуры — например, фасадный пенопласт. Образование в пластмассах ячеек или полостей, заполненных газами или воздухом, вызвано химическими, физическими, механическими процессами или их сочетанием.
В зависимости от структуры теплоизоляционные пластмассы делятся на две группы: пенопласты и поропласты. Пенопласты — ячеистые пластмассы с малой плотностью и наличием несообщающихся между собой полостей или ячеек, заполненных газами или воздухом. Поропласты — пористые пластмассы, структура которых характеризуется сообщающимися между собой полостями.
Неорганические теплоизоляционные материалы
К неорганическим теплоизоляционным материалам относятся базальтовая вата и минеральная (смесовая) вата, стеклянное (штапельное) волокно, пеностекло, вспученные перлит и вермикулит, асбестосодержащие теплоизоляционные изделия, ячеистые бетоны и пр.
Минеральная вата и изделия на ее основе
Минеральная вата — волокнистый теплоизоляционный материал, получаемый из силикатных расплавов. Сырьем для ее изготовления служат горные породы (известняки, мергели, диориты и др.), отходы металлургической промышленности (доменные и топливные шлаки) и производства строительных материалов (бой глиняного и силикатного кирпича).
Производство минеральной ваты состоит из двух основных технологических процессов: получения силикатного расплава и превращения этого расплава в тончайшие волокна. Силикатный расплав образуется в вагранках — шахтных плавильных печах, в которые загружают минеральное сырье и топливо (кокс). Расплав с температурой 1300–1400°С без интервалов выпускают из нижней части печи.
Существуют два способа превращения расплава в минеральное волокно: дутьевой и центробежный. Суть первого — в том, что на струю жидкого расплава, вытекающего из летки вагранки, воздействует струя водяного пара или сжатого газа. Центробежный способ основан на использовании центробежной силы для превращения струи расплава в тончайшие минеральные волокна толщиной 2–7 мкм и длиной 2–40 мм. Полученные волокна осаждаются в камере волокноосаждения на движущуюся ленту транспортера.
В зависимости от плотности минеральная вата подразделяется на марки: 75, 100, 125 и 150. Она огнестойка, не гниет, малогигроскопична и имеет низкую теплопроводность 0,04–0,05 Вт/(м•°С).
Минеральная вата достаточно хрупкая, и при ее укладке образуется много пыли, поэтому вату гранулируют, т.е. превращают в рыхлые комочки — гранулы. Их используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых стен и перекрытий. Сама минеральная вата — это своего рода полуфабрикат, из которого выполняют разнообразные теплоизоляционные минераловатные изделия: войлок, маты, полужесткие и жесткие плиты, скорлупы, сегменты и др. Базальтовая теплоизоляция (на основе минеральной ваты) — самый востребованный тип теплоизоляции в России и СНГ.
Стеклянная вата и изделия из нее
Стеклянная вата — материал, состоящий из беспорядочно расположенных стеклянных волокон, полученных из расплавленного сырья. Для производства стекловаты используют сырьевую шахту для варки стекла (кварцевый песок, кальцинированная сода и сульфат натрия) или стекольный бой. Производство стеклянной ваты и изделий из нее состоит из следующих технологических процессов: варка стекломассы в ванных печах при 1300–1400°С, изготовление стекловолокна и формование изделий.
Стекловолокно из расплавленной массы получают способом вытягивания или дутьевым. Стекловолокно вытягивают штабиковым (подогревом стеклянных палочек до расплавления с последующим их вытягиванием в стекловолокно, наматываемое на вращающиеся барабаны) и фильерным (вытягиванием волокон из расплавленной стекломассы через небольшие отверстия-фильтры с последующей намоткой волокон на вращающиеся барабаны) способами. При дутьевом способе расплавленная стекломасса распыляется под действием струи сжатого воздуха или пара.
В зависимости от назначения вырабатывают текстильное и теплоизоляционное (штапельное) стекловолокно. Средний диаметр текстильного волокна 3–7 мкм, а теплоизоляционного — 10–30 мкм.
Стеклянное волокно значительно большей длины, чем волокна минеральной ваты и отличается большими химической стойкостью и прочностью. Плотность стеклянной ваты 75–125 кг/м³, теплопроводность 0,04–0,052 Вт/(м•°С), предельная температура применения стеклянной ваты — 450 °С. Из стекловолокна выполняют маты, плиты, полосы и другие изделия, в том числе тканые.
Пеностекло
Пеностекло — утеплитель ячеистой структуры. Сырьем для производства изделий из пеностекла (плит, блоков) служит смесь тонкоизмельченного стеклянного боя с газообразователем (молотым известняком). Сырьевую смесь засыпают в формы и нагревают в печах до 900 °С, при этом происходит плавление частиц и разложение газообразователя. Выделяющиеся газы вспучивают стекломассу, которая при охлаждении превращается в прочный материал ячеистой структуры
Пеностекло обладает рядом ценных свойств, выгодно отличающих его от многих других теплоизоляционных материалов: пористость пеностекла — 80–95 %, размер пор — 0,1–3 мм, плотность — 200–600 кг/м³, теплопроводность — 0,09–0,14 Вт/(м•°С), предел прочности при сжатии пеностекла — 2–6 МПа. Кроме того, пеностекло характеризуется водостойкостью, морозостойкостью, несгораемостью, хорошим звукопоглощением, его легко обрабатывать режущим инструментом.
Пеностекло в виде плит длиной 500, шириной 400 и толщиной 70–140 мм используют в строительстве для утепления стен, перекрытий, кровель и других частей зданий, а в виде полуцилиндров, скорлуп и сегментов — для изоляции тепловых агрегатов и теплосетей, где температура не превышает 300 °С. Кроме того, пеностекло служит звукопоглощающим и одновременно отделочным материалом для аудиторий, кинотеатров и концертных залов.
Асбестосодержащие материалы и изделия
К материалам и изделиям из асбестового волокна без добавок или с добавкой связующих веществ относят асбестовые бумагу, шнур, ткань, плиты и др. Асбест может быть также частью композиций, из которых изготовляют разнообразные теплоизоляционные материалы (совелит и др). В рассматриваемых материалах и изделиях использованы ценные свойства асбеста: температуростойкость, высокая прочность, волокнистость и др.
Функции теплоизоляционного слоя, в наружных ограждающих конструкциях
Сохранение тепла — слишком общее определение для функций утеплителя. На самом деле, основных функций четыре:
- снижение теплопотерь, улучшение энергоэффективности здания в целом);
- удержание необходимых параметров микроклимата (температуры, влажности);
- повышение уровня звукоизоляции;
- защита несущих элементов от знакопеременных температур и других климатических факторов.
